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煤層氣井排采_煤層氣排采井的生產(chǎn)管理

發(fā)布時間:2016-10-31 20:40

  本文關(guān)鍵詞:煤層氣排采井的生產(chǎn)管理,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


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第2 卷 第4 期  2 0 0 5年 l 1 月 

中國煤層氣 
C HDI A   C OA I   BE D   M EI HA NE  

Vo 1. 2   No. 4  

N O V . 2 0 0 5  
煤層氣排采井的生產(chǎn)管理  
程林峰 
( 遼河石油勘探局測井公司 ,遼寧盤錦  1 2 4 0 1 0 )  

摘 要 :本文在阜新劉家煤礦 L 1 ~ L 3等 8口煤層氣井的射孔工作和這些煤層 氣排采井的生產(chǎn)管 
理的基 礎(chǔ)上 ,結(jié)合 煤層 氣開采 現(xiàn)場 的 實際運(yùn)作過 程 以及 石 油開采行 業(yè) 的管理 經(jīng)驗 ,主要 介 紹 了煤 

層氣排采井設(shè)備配置、生產(chǎn)管理 內(nèi)容、部分安全知識等。   關(guān)鍵 詞 :煤 層 氣 排 采 生產(chǎn) 管理 

P r o d u c t i o n   Ma n a g e me n t   o f   C   BM  Dr a i n a g e   We l l s  
C h e n g   L i n f e n g  

( We l l   L o g g i n g   C o m p a n y   o f   Ha o h e   P e t r o l e u m   P r o s p e c t i n g   B u r e a u ,L i a o n i n g   1 2 4 0 1 0 )  
A b s t r a c t :T h e   p a p e r   m a i n l y   d e s c i r b e s   t h e   a r r a n g e me n t   o f   e q u i p me n t s   f o r   d r a i n a g e   o f   C B M  w e H s ,t he   c o n t e n  ̄   o f   p r o d u c t i o n   ma n a g e me n t   a n d   p a r t   o f   k n o w l e d g e   o n   s a f e t y ,o n   he t   b a s i s   o f   p e f r o r a t i o n   w o r k   nd a   p r o d u c t i o n  

m a n a g e m e n t   c a r r i e d   o u t   i n   e i g h t   C B M   w e l l s ,L 1 一L 3 , o f   L i u j i a   C o a l   Mi n e   i n   F u x i n   s  a w e l l   s a   e x er p i e n c e   w i h  t
ma n a g e me n t   o b t a i n e d   i n   he t   o p e r a t i o n   o f   C B M  w o r k i n g   s i t e   nd a   f r o m  he t   et p ol r e m   u mi n i g  n i n d u s t r y   Ke y wo r d s :C B M;d r a i n a g e ;p r o d u c t i o n   ma n a g e m e n t  

1   引言 
廣義的煤層氣是指儲存于煤層及其圍巖中的天  然氣。煤的孔隙分為變質(zhì)氣孔、植物組織孔 、顆! 問孔、膠體收縮孔、層問孔和礦物溶蝕孔六種,與  游離于常規(guī)天然氣儲集層孔隙 中天然氣不同的是 ,   煤層氣絕大部分被吸附在煤層孔隙的內(nèi)表面上 ( 約  占7 0 %一 9 5 %) ,僅有部分是在煤層孔 隙和裂縫 中   的游離氣 ( 約占1 0 % ~2 o %)及少量溶解在煤層  所含水中的氣體 。吸附在煤層內(nèi)孔 隙表面上的氣體 

業(yè)抽油機(jī)有桿抽油和低壓天然 氣井生產(chǎn)工藝 的結(jié)  合 ,其生產(chǎn)管理 大多類 同于后 者,但也有不 同之 

處 。下面將主要介紹煤層氣排采井設(shè)備配置、生產(chǎn)  管理內(nèi)容、部分安全知識 ,以供即將開發(fā)煤層氣的 
煤礦單位參考 。  

2 煤層氣井現(xiàn)場生產(chǎn)管理 
煤層氣井現(xiàn)場生產(chǎn)管理可分為兩部分 :抽吸排  液 、采氣管理 。有些管理經(jīng)驗可借鑒國內(nèi)外已有的  煤層氣井管理方法 。   2 . 1   抽吸排液 
2. 1 . 1 設(shè) 備 、流程及 工 作原理 

通過解吸、擴(kuò)散、滲流形成氣流產(chǎn)出。   煤層氣排采井 的生產(chǎn)概括來說是使用油管抽 
水 ,利用套管產(chǎn)氣 ,其地面生產(chǎn)工藝其實是石油行 
作者簡介

常規(guī) 的煤層氣單井抽 吸排采 地面設(shè)備包括 了  

程林峰 ,男 ,工程師 ,現(xiàn)在遼河石油勘探局測井 四分公司從事套管井射孔技術(shù)工作 。  

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中 國 煤 層 氣 

第4 期 

5 0   k V A變 壓器 、游 梁 式 抽 油 機(jī) ( 根 據(jù) 井 深 確 定 型 

如表 1 。  
表1   不同泵徑 排采泵的理論排量 

號和 電機(jī)功率 ) 、電力控制柜 、高架 罐、避 雷針 、   值班板房等。  

煤層氣排采井所采用的地下設(shè)備包括尾管 、砂 
錨 、氣錨 、( 1 ) 3 8 或( I ) 4 4   n 1 l T 1 的3 . 0   m沖程的防砂 防  卡氣鎖泵 、2 . 5 寸油管 ,以上各部件按從下至上的  順序依次連接下井 ,最后連接油管掛并將管柱懸掛  在井 口大四通上 ,擰緊頂絲 。依次下活塞 、抽油桿  組 合、 光 桿等抽 吸桿柱設(shè) 備 , 安裝井 口, 按 泵掛深  度提防沖距 ,將光桿通過方卡子懸掛在抽油機(jī)懸繩 
器上。  

2 . 1 . 4 排采井診斷技術(shù)  常見 的液井診斷技術(shù)包括 :   ( 1 )液體化驗 :分析原液組分 ( 氯根) 、含水 、   含砂 、含氣等情況 ;   ( 2 )測靜液面 :了解地層靜壓變化 ;   ( 3 )測動液面 :了解在抽油機(jī)正常抽吸時,地  層的供液情況 ;   ( 4 )測示功圖:當(dāng)抽油機(jī)正常抽吸時 , 測抽油  機(jī)在上下 沖程 過程 中的光桿 負(fù)荷 ,來分 析地層 出   砂 、出煤粉、儲集層供液及抽油泵工作情況。   當(dāng)出液管線堵塞井 1 7 3 時 ,最顯著的現(xiàn)象是回壓  上升 ,抽油機(jī)上行負(fù)荷增 大 ,電機(jī)上行 電流增大。   當(dāng)排采井 出砂 、煤粉等顆 粒時 ,在取液樣 中有 砂  粒 ,取樣小閘門不嚴(yán) ,抽油機(jī)負(fù)荷增大。電機(jī)聲音 

煤層氣開采的整套設(shè)備是在游梁式抽油機(jī)的往 
復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)下 ,通過抽油桿帶動井底活塞在泵筒內(nèi)來回   抽吸,而其 中的凡 爾控制 液體 只能 向井筒 上方運(yùn)  動。從油管抽 出的水通過管線進(jìn)高架罐 ,由罐車?yán)?br />走 地層 污水 。  
2 . 1 . 2 開井 

這 個開井 過程 包括 以下幾 個 環(huán)節(jié) :  

( 1 )檢查各 閘門是否打開 ;  
( 2 )檢 查盤 根盒 處 的盤根 是否 更換 ;  

( 3 )檢查高架罐或地罐容量是否夠 ;   ( 4 )松開剎把 ,盤動皮帶 輪 l   2圈 ,看有無  卡 ,點擊啟動按鈕 ,啟動抽油機(jī) ;   ( 5 )記錄開井時間 , 定時觀察出液情況和抽油  機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況。按時記錄出液情況 、抽油機(jī)上下沖程  電流情況 。   2 。 1 。 3 排采井合理工作方式的選擇  在進(jìn)行排采井工作方式選擇時,一般選用大沖 

不正常 ,手摸光桿有震動感覺 ,示功 圖有鋸齒狀 ,  
嚴(yán)重 出砂可造成排采泵砂卡。在判斷排采抽吸泵工  作情況方面 ,可 以通過抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),關(guān) 回壓閘門,   觀察油壓變化的方法 。若憋壓過程中,,壓力持續(xù)上  升且上升速度后期大于或等于前期 ,說明排采泵工  作正常 ;如果壓力上升速度越來越小 ,則說明游動  閥、固定閥漏失或不起作用。   2. 1 。 5 常見 故 障分析  表2 為機(jī)械排采井生產(chǎn) 中常見故障及一些處理 
措施。  
2。 2 采氣 管 理 

程和較小泵徑 ,可減少氣體對泵效 的影響 ;連噴帶 
抽的井則選用大 沖數(shù)快速抽吸 ,以增強(qiáng)降壓作用 。   不同的泵徑 與沖次,在供液充 足時排量不 同。例  如, 3 . O m 沖程不 同泵徑排采 泵 的2 4 / J , , 時理論排 量 

采氣管理 是煤層氣開采管理 的另一項主要工 

表 2 機(jī)械 排采井生產(chǎn) 中常見故障及處理措施  故 障現(xiàn)象  檢查分析原 因  檢查 抽 油 機(jī) 平 衡 情 況 ,關(guān) 回  出液正常突然不 出液  壓 閘 門,開 放 空 ,上 沖 程 時
顯示不 出液 ,很少有氣 

判斷故障情況 

處理措施 

抽 油桿柱斷脫或活塞斷脫 

檢泵修井 

出液正常突然不 出液 

井 簍 下 行 口   很 無 重 液 氣 ,   懸 繩 器 拉 繃 不 緊 ,   ………脫 抽 油 桿 在 光 桿 附 近 斷 脫二  。 =     “   : ’   。 .   … …    ’  

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第 4期 

煤層氣排采井 的生產(chǎn)管理 

4 1  

作 。對區(qū)塊內(nèi)井群可考慮實行多井煤層氣統(tǒng)一抽排  開采與集輸。對煤層氣排采專用設(shè)備的選擇及流程  工藝的安排可借鑒國內(nèi)其它煤層氣開采單位的成功  經(jīng)驗。  
2 . 2. 1 設(shè)備 及作 用 

取數(shù)據(jù)包括溫度 、壓力 、瞬時流量 、累積流量 。計  量數(shù)據(jù)結(jié)果是管網(wǎng)方認(rèn)可的結(jié)算依據(jù)。   ( 6 )氣體壓縮機(jī) :區(qū)塊內(nèi)設(shè)置中心集輸站 ,安  裝一臺二級氣體分離器和一臺氣體壓縮機(jī) 。區(qū)塊各  井煤層氣統(tǒng)一輸送到中心集輸站,氣體壓縮機(jī)的作  用是提高煤層氣輸送壓力 ,以便進(jìn)外輸管 網(wǎng)。參數(shù)  有排量 、額定壓力等。   ( 7 )加藥包 :當(dāng)管線發(fā)生凍堵時 ,將甲醇通過  加藥包加入管線解堵。   氣體真空泵 、氣體分離器 、智能計量儀表 、氣  體壓縮機(jī) 、加藥包的工作性能要求穩(wěn)定 ,安全限壓 
并達(dá) 到 防爆 指標(biāo) 。  

主要設(shè)備包括油嘴套 、氣體真空泵 、氣體分離  器 、安全閥、智能流量表、氣體壓縮機(jī) 、加藥包 、   避雷 針 。另 外 有 注 入 增 產(chǎn) 流 程 ( E C B M 流程) 、瓦  斯?jié)舛葯z測設(shè)備。下面對這些設(shè)備 的功能作用進(jìn)行 
闡述 。  

( 1 )油嘴套 :在套管出口處安裝油嘴套 ,當(dāng)氣  壓較高時 ( 不小于 1 . 0   M p a ) ,裝上適當(dāng)大小 的油嘴  來控制出口壓力 ,而當(dāng)氣壓較小時,取下油嘴 , 用  油嘴母體大 口 徑生產(chǎn)。當(dāng)套管氣壓較高影響井下泵  排液時 ,也可適 當(dāng)大嘴生產(chǎn)。   ( 2 )氣體真空泵 :當(dāng)氣壓較小時 , 抽取排采井  套管里的煤層氣送入氣體分離器 。真空度 、額定功  率等參數(shù)在套管氣體壓力較高時采用油嘴而不用真  空泵進(jìn)行控制 ,當(dāng)壓力較低時用真空泵抽吸而不用 
油嘴 。  

2 . 2 . 2 換油 嘴 的步驟 

換油嘴時首先關(guān)掉套管閘門,關(guān)掉分離器進(jìn) 口   閘門,打開小排空閘門排空有壓氣 ,觀察 回壓表回   到零的位置,在確認(rèn)排空閘門處沒有煤層氣后,人  站在油嘴套側(cè) 面,卸掉油嘴堵頭 ,然后卸掉油嘴,   更換油嘴大小 ,裝上堵頭 ,關(guān)閉小排空小閘門 ,打  開分離器進(jìn) 口閘門,打開套管 閘門,最后觀察套  壓、回壓 、油嘴聲音正常時可投產(chǎn) 。   2 . 2 . 3 立式切向進(jìn)口傘狀分離器 的工作原理  當(dāng)套管氣水混合物沿著切線方 向進(jìn)入立式切向   進(jìn) 口傘狀分離器后 ,立即沿著分離器壁旋轉(zhuǎn)散開,   水的相對密度大,被甩到分離器壁上而下滑,氣的  相對密度小則集中上升。部分液滴落在擋水帽上散  開 ,水氣進(jìn)一步分離 ,水沿?fù)跛?帽下滑 ,氣上升 。   上升的氣體經(jīng)下層分離傘收集集中,從頂部開 口處  進(jìn)入上層分離傘 , 再沿上層分離傘面上升 ,這樣一 

( 3 )氣體分離器 :該分離器主要實現(xiàn)煤層氣和  水的分離 ,分離出的水進(jìn)高架罐 ,分離出的氣體進(jìn)  智能流量表。主要參數(shù)有額定工作壓力、液體、氣  體通過量等。   ( 4 )安全閥:調(diào)定安全壓力 ,保障氣體分離器 
在安全 壓力 下工作 。  

( 5 )智能流量表:對流經(jīng) 的煤層氣進(jìn)行計量,  

目前已實現(xiàn)微處理器智能化計量 ,可直接讀數(shù) ,讀 

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中 國 煤 層 氣 

第4 期 

收一擴(kuò)、幾次改變流動方向,尤其在通過分離傘斜  面過程中,使初分離出來的氣體 中攜帶的小水滴吸  附在分離傘的斜面上 ,聚集成較大的水滴而下滑落  人分離器的下部 ,然后經(jīng)水 出口排出分離器。而經(jīng)  兩次分離脫出的比較純凈的煤層氣則從分離器頂部  的氣出 口 排出。   2 . 2 . 4 解除煤層氣井井筒及管線凍堵的方法 

時通知有關(guān)人員及部門;⑥填寫好關(guān)井時間及壓力  資料 。  

( 3 )關(guān)井后要注意檢查閘門是否關(guān)嚴(yán) ,防止?jié)B  漏造成凍、堵管線 。  

3 結(jié)論 
煤層氣排采井生產(chǎn)管理是一項 日 常工作 , 井下  管柱參數(shù)和排采井地層流體動態(tài) 以及現(xiàn)場設(shè)備運(yùn) 

氣體在采出過程中,氣體膨脹 ,分子間距離增  大 ,其勢能增大 , 要吸收一定熱量 ,因此氣體流經(jīng)  節(jié)流處時,使周 圍環(huán)境溫度降低 ,發(fā)生凍堵現(xiàn)象 ,   尤其當(dāng)氣體里含水分且流道有粗糙附著物時。在北 
方冬季尤易發(fā)生凍堵。  
當(dāng)發(fā)生井 筒凍 堵時 ,采用 加入 甲醇 的方 法進(jìn) 行 

轉(zhuǎn) 、設(shè)備維護(hù)等均是現(xiàn)場管理人員要充分掌握的內(nèi)  
容 ,每 日 班報表匯總井下和地面動態(tài)是 日常生產(chǎn)管  理 中必不可少 的一項制度。安全操作、精心管理 、  

認(rèn)真做好生產(chǎn)報表、及時排除故障,使煤層氣排采 
井得以安全高效運(yùn)轉(zhuǎn) 。   參 考 文 獻(xiàn) 

解決。正確倒閘門,將甲醇從套管附近特制加藥裝  置加入 ,關(guān)井 2 。 小時后再開井生產(chǎn) ,為徹底解  堵可多次加藥。外輸 管線 凍堵時通 常采用 加溫解 

[ 1 ]   楚澤涵 .煤 層氣 開 發(fā)概 述 .特 種 油氣 藏 ,2 O O 4年 3  
月 

堵, 加藥破冰解堵等方法。  
2. 2 . 5 關(guān)井操 作 程序 

[ 2 ]   陶延令 等 .采 油技 術(shù) 問 答 匯編 .石油 工 業(yè) 出版 社 ,  
1 9 9 8  

關(guān)井的操作程序如下 :  

( 1 )準(zhǔn)備工作 :自備好工具。  

[ 3 ]   王鴻勛 ,張琪等 .采油工藝原理 . 石 油工業(yè) 出版社 ,  
1 9 8 6  

( 2 )關(guān)井 :①依次關(guān)停氣體壓縮機(jī) 、氣體真空 
泵等設(shè)備,關(guān)生產(chǎn)閘門;②按要求關(guān)死其它流程閘   門, 或放掉管線 中余壓 ;③若氣井含水 ,應(yīng)按掃線  規(guī)程進(jìn)行掃線處理 ; ④錄取關(guān)井壓力等資料 ;⑤及 

[ 4 ]   萬仁溥,羅英俊等.采油技術(shù)手冊 ( 修訂本) .石油 
工業(yè) 出版 社 ,1 9 9 2  

[ 5 ]   孫茂遠(yuǎn) ,黃 盛初 .煤 層氣 開 發(fā)利用 手冊 .北京 :煤 
炭工業(yè) 出版社 ,1 9 9 8  

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本文編號:160362

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